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[IT뉴스]KIST, '광자 큐디트'로 더 정확한 양자컴퓨팅 구현

온카뱅크관리자

2024-11-05 12:01:16

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
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          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="47NNs1iBxf" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="궤도각운동량 큐디트 기반 VQE(수소 분자)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/05/etimesi/20241105120117927lwfo.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="V5XXuMTNP8" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/05/etimesi/20241105120117927lwfo.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            궤도각운동량 큐디트 기반 VQE(수소 분자)
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          <p dmcf-pid="8oXXuMTN6V" dmcf-ptype="general">양자컴퓨팅 기술이 신약 및 신물질 개발에 게임체인저로 부상하는 가운데, 우리 연구진이 별도의 양자 오류 완화 기술 없이 정확한 계산을 수행하는 데 성공했다.</p>
          <p dmcf-pid="6uaam5JqP2" dmcf-ptype="general">한국과학기술연구원(KIST·원장 오상록)은 임향택 양자기술연구단 박사팀이 기존보다 적은 자원으로도 원자 간 결합거리와 바닥 상태 에너지를 화학적 정확도(양자화학에서의 분자 특성 등에 대한 이론적 계산 정확성 지표)로 추정할 수 있는 양자컴퓨팅 알고리즘을 구현했다고 5일 밝혔다.</p>
          <p dmcf-pid="Psqq6A0CQ9" dmcf-ptype="general">양자 컴퓨터는 연산 공간이 커지면서 오류가 급격히 증가한다. 이를 극복하고자 고전 컴퓨터와 양자컴퓨터의 장점을 결합, 양자 컴퓨팅 프로세서(QPU)와 중앙처리장치(CPU)를 함께 사용한 변분 양자 고유값 계산기(VQE) 방식이 등장했다.</p>
          <p dmcf-pid="Qk009LZwxK" dmcf-ptype="general">하지만 큐비트 기반 VQE는 많은 큐비트와 복잡한 연산이 필요한 경우 오류 문제가 발생해 확장이 어렵다.</p>
          <p dmcf-pid="xk009LZwQb" dmcf-ptype="general">연구팀은 큐비트 대신 '큐디트(Qudit)'라는 고차원 양자 정보를 활용하는 방식을 도입했다. 큐디트는 기존 큐비트가 불가능한 0, 1, 2 등 여러 상태를 가질 수 있는 양자 단위로 복잡한 양자 계산에 유리하다.</p>
          <p dmcf-pid="yoXXuMTNQB" dmcf-ptype="general">이번 연구에서 광자의 '궤도각운동량' 상태를 이용해 큐디트를 구현했고, 홀로그램 이미지로 광자 위상을 조절함으로써 차원 확장이 가능했다. 복잡한 양자 게이트 없이도 고차원 계산이 가능해져 오류를 줄일 수 있었다.</p>
          <p dmcf-pid="WdyyF8Cn4q" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 방법으로 4차원에 해당하는 수소 분자와 16차원에 해당하는 리튬 하이드라이드(LiH) 분자 결합 거리를 추정하는 양자화학 계산을 수행했다. 이는 광자 기반 VQE로 16차원 계산을 구현한 첫 사례다.</p>
          <p dmcf-pid="Yfmmyzc6xz" dmcf-ptype="general">IBM, 구글 등 기존 VQE는 화학적 정확도를 위해 오류 완화 기술이 필요했지만, KIST의 VQE는 별도 오류 완화 없이도 정확도를 확보했다.적은 자원으로도 고정확도를 얻을 수 있는 방법을 제시했다. 기후 모형화에도 유용할 전망이다.</p>
          <p dmcf-pid="G5eejT6F47" dmcf-ptype="general">임향택 박사는 “큐디트 기반 양자컴퓨팅 기술이, 신약 개발과 배터리 성능 개선 등에 활용되기를 기대한다”고 밝혔다.</p>
          <p dmcf-pid="HIbbQkUlxu" dmcf-ptype="general">이번 연구 성과는 국제 학술지 사이언스 어드밴시스에 게재됐다.</p>
          <p dmcf-pid="X0LLDHRu8U" dmcf-ptype="general">김영준 기자 kyj85@etnews.com</p>
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